濰坊地區木本植物物候期變化特征及其對氣候變化的響應

李晶晶 郭法東 王婉 朱翠紅

摘要?以2001—2015年濰坊地區5種木本植物為研究對象，分析了其5個關鍵物候期變化趨勢以及對氣象因子變化的響應規律。結果表明，2001—2015年濰坊地區氣溫呈上升趨勢，氣候增暖較明顯，秋季氣溫升幅最大;年降水量年變化較大，總體呈逐漸減少的趨勢，秋季降水量呈增多趨勢，其他季節均呈不同程度減少趨勢;年累計日照時數呈增加趨勢，除了秋季日照時數減少外，其他季節的日照時數均呈增加趨勢，尤其是春季日照時數的增幅最大。影響木本植物物候期的主要氣候因子為氣溫和日照時數，隨氣溫升高，日照時數增多，相應生長季延長。

關鍵詞?木本植物;物候期;氣候變化;響應;濰坊地區

中圖分類號?S162文獻標識碼 A文章編號?0517-6611（2018）33-0139-03

植物物候是植物發育（如萌芽、展葉、開花和落葉等）的季節性發生規律[1]。氣候變化對地球植物生態系統的影響研究被愈來愈多的科學家所關注，其中植物物候對氣候變化的響應是當今生態學和氣候學研究的熱點之一。近百年來，全球氣候呈現出以變暖為主要特征的顯著變化，全球變暖已經是不爭的事實[2]。近幾十年來，許多地區的氣溫都發生了顯著的變化，并使植物開始和結束生長的日期發生了相應的變化，植物對全球變暖的相應表現為春季物候期提前、秋季物候期推遲、生長季相對延長[3-6]。筆者利用濰坊國家基本氣象站進行木本植物物候觀測的資料優勢，分析了2001—2015年濰坊常見木本植物對氣候變化的響應情況，以期為分析濰坊市木本植物在氣候變化背景下的變化提供參考，以便應用于氣候變化研究及農業生產中。

1?資料與方法

1.1?資源來源?氣象資料來源于濰坊國家基本氣象站2001—2015年觀測資料，該站海拔22.2 m，地理位置119°12′E、36°45′N，屬北溫帶季風區，背陸面海，氣候屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫12.7 ℃，最熱月7月下旬，平均氣溫26.7 ℃，最冷月1月，平均氣溫-2.8 ℃，多年平均年降水量565.0 mm。木本植物物候期觀測以連續性較好、物候現象較為明顯且指示性強的多年生木本植物毛白楊（Populus tomentosa）、垂柳（Salix babylonica）、旱柳（Salix matsudana）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、泡桐（Paulownia fortunei）為研究對象，選取3種典型春季物候期（芽開放期、展葉期、開花期）和2種典型秋季物候期（葉變色期和落葉期）為木本植物物候期，同期地面氣象觀測資料包括降水量（R）、日照時數（S）、平均氣溫（T）。

1.2?研究方法

將逐年物候現象出現日期轉化成距1月1日的實際天數，得到各物候期的時間序列。利用線性傾向估計方法將植物物候期與氣象因子進行相關分析，找出對物候影響顯著的因素，濰坊市5種物候期序列的年際變化趨勢特征，并通過相關分析和線性回歸方法評價氣象因子的年際波動對木本植物春季物候期變化的影響。

2?結果與分析

2.1?木本植物物候期現象

從表1可看出，濰坊幾種木本植物芽開放期毛白楊和垂柳最早（3月14日），泡桐最遲（4月15日），2種作物相差32 d;落葉期毛白楊最早（11月17日），旱柳最晚（11月27日），相差10 d，芽開放期至落葉期間隔日數垂柳最長，為254 d，泡桐最短，為221 d，間隔日數最長與最短相差33 d。

2.2?氣候變化特征

2.2.1?平均氣溫變化特征。

由圖1可見，2001—2015年濰坊年平均氣溫為13.2 ℃。近15年來濰坊年和各季平均氣溫的變化總體均呈線性上升的趨勢，其氣候傾向率分別為0.75 ℃/10 a （全年）、0.42 ℃/10 a（冬季）、0.82 ℃/10 a（春季）、0.81 ℃/10 a（夏季）、0.86 ℃/10 a（秋季），其中秋季平均氣溫的升幅最大。

2.2.2?降水量變化特征。近15年來濰坊年降水量變化較大，總體呈逐漸減少趨勢。降水量的線性回歸計算結果表明，2001—2015年濰坊秋季降水量呈增多趨勢，其增幅為8.2 mm/10 a，全年和春季、夏季、冬季降水量均呈減少趨勢，減幅分別為-59.4、-1.7、-57.8、-8.1 mm/10 a（圖2）。

2.2.3?日照時數變化特征。

年日照時數的線性回歸計算結果表明，2001—2015年濰坊年日照時數呈增加趨勢，其氣候傾向率為9.7 h/10 a;春季、夏季、秋季、冬季日照時數的氣候傾向率分別為30.0、6.7、-50.8、23.8 h/10 a（圖3）。除了秋季日照時數減少外，其他季節的日照時數均呈增加趨勢，尤其是春季日照時數的增幅最大。

2.3?植物物候與氣候變化的相關分析

2.3.1?氣象因子對木本植物春季物候期的影響。

以濰坊市常見的5種木本植物的春季物候期與相應物候期前溫度、日照、降水進行相關分析，結果發現，1月溫度、日照、降水與5種木本植物春季物候相關性不明顯;2月溫度對5種木本植物春季物候期都有影響，除刺槐展葉期及泡桐展葉、開花期外，均達顯著水平，2月降水、日照與5種木本植物春季物候期相關性不明顯;3月溫度與該5種木本植物春季物候期總體上呈負相關關系，即氣溫越高物候期越早。

2.3.2?氣象因子對木本植物秋季物候期的影響。

9—10月氣溫與5種木本植物葉變色期、落葉期呈正相關，即溫度越高，葉變色期、落葉期越遲。其中10月溫度對刺槐、泡桐落葉期影響最顯著。降水對這5種植物秋季物候期有影響，但不顯著。9月、10月日照對旱柳、刺槐葉變色期、落葉期影響較大，對其他幾種植物影響不顯著。

2.3.3?木本植物物候期變化。大量研究表明，植物物候期變化與一定時間內氣象條件密切相關[7-8]。結合表2顯示以及綜合上述分析，溫度是影響濰坊地區春季物候的最主要氣象因子，其影響主要集中在春季各物候期前2個月，日照、降水對植物春季物候期也有一定的影響，但與溫度影響相比較弱。這與文獻[1]研究結果一致。

3?結論

（1）2001—2015年濰坊地區氣候顯著變暖，年平均氣溫、春季平均氣溫、秋季平均氣溫均明顯升高。毛白楊、垂柳、旱柳、刺槐、泡桐的芽開放期逐年提前，展葉期、開花期等春季出現的物候期也相應提前，落葉期推遲，植物生長季長度逐年延長。

（2）濰坊地區5種木本植物春季、秋季物候期對氣溫變化的響應較為敏感，對降水、日照等氣象因子的變化響應并不明顯。春季溫度與5種木本植物物候期總體呈顯著負相關，溫度升高能促進植物酶的活性，從而加快植物發育進程，因此氣溫升高使得植物春季物候期明顯提前。溫度對物候期的影響主要集中在物候期前2個月。

參考文獻

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